基于陆标和脉冲星测量的自主导航方法

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基于陆标和脉冲星测量的自主导航方法

褚永辉, 李茂登, 黄翔宇, 王大轶

文章导航 > 红外与激光工程 > 2015 > 44(S1): 143-146

褚永辉, 李茂登, 黄翔宇, 王大轶. 基于陆标和脉冲星测量的自主导航方法[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(S1): 143-146.

引用本文:

褚永辉, 李茂登, 黄翔宇, 王大轶. 基于陆标和脉冲星测量的自主导航方法[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(S1): 143-146.

Chu Yonghui, Li Maodeng, Huang Xiangyu, Wang Dayi. Autonomous navigation method based on landmark and pulsar measurement[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(S1): 143-146.

Citation:

Chu Yonghui, Li Maodeng, Huang Xiangyu, Wang Dayi. Autonomous navigation method based on landmark and pulsar measurement[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(S1): 143-146.

基于陆标和脉冲星测量的自主导航方法

褚永辉^1,2,
李茂登^1,2,
黄翔宇^1,2,
王大轶^1,2

1.
北京控制工程研究所,北京 100190;
2.
空间智能控制技术重点实验室,北京 100190

基金项目:

国家杰出青年科学基金(61525301);国家自然科学基金青年基金(61503023);民用航天项目

作者简介:
褚永辉(1983-),男,工程师,硕士,主要从事深空探测自主导航、制导与控制方面的研究。Email:cyhwjj@163.com

中图分类号: V488

Autonomous navigation method based on landmark and pulsar measurement

1.
Beijing Institute of Control Engineering,Beijing 100190,China;
2.
Science and Technology on Space Intelligent Control Laboratory,Beijing 100190,China

摘要: 火星探测器经过近火点制动进入大椭圆环绕轨道后,要求能够自主确定探测器的位置、速度等导航信息。提出了一种基于陆标和X射线脉冲星测量的自主导航方法。该方法针对火星大气辅助减速的大椭圆轨道,提出在近火点使用陆标导航,在离开火星大气后的高轨道段使用脉冲星导航。利用星上光学敏感器获得火星陆标信息和X射线敏感器测量脉冲星信号,通过扩展卡尔曼滤波方法(EKF)进行滤波处理得到探测器位置。在现有导航敏感器水平下,该组合导航方法能够取得近火点100 m,远火点1 km的导航精度。该方法实现了两种导航方式优势互补且精度高,为火星环绕段自主导航提供了一种新思路。
- 自主导航 /
- 陆标导航 /
- 脉冲星导航
Abstract: Mars probe after brake automatically enters around a large oval orbit, requires the ability to independently determine the position of the detector, speed navigation information. A new autonomous navigation method based on landmarks measurements and X-ray pulsar measurements was proposed. Aimed at the elliptical orbit when brake passing through atmosphere, the landmarks-based navigation was used at perigee and X-ray pulsar-based navigation was used at apogee. According to the principle and measurement of pulsars and landmarks navigation, the extended Kalman filter(EKF) was designed to get the navigation information. Under the existing navigation sensor level, the integrated navigation system can get near the perigee 100 m, 1 km far from the apogee of the navigation accuracy. Simulation results show that this method was a promising and attractive scheme for autonomous navigation of Mars circle satellites.
- autonomous navigation /
- landmark navigation /
- pulsar navigation

[1]	Li Jianguo, Cui Hutao, Tian Yang. Sensors relative calibration method for landing navigation based on feature matching [J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(1): 267-273. (in Chinese) 李建国, 崔祜涛, 田阳. 基于特征匹配的着陆导航敏感器相对校准算法[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(1): 267-273.
[2]
[3]
[4]	Hanson J E. Principles of X-ray navigation[D]. Stanford: Stanford University, 1996.
[5]	Gibbs, B P, Uetrecht, D S. Analysis of GOES-13 orbit and attitude determination[C]//Proceeding of 2008, AIAA SpaceOps Conference, 2008.
[6]
[7]	Sheikh S I, Pines D J. Spacecraft navigation using X-ray pulsars [J]. Journal of Guidance Control and Dynamics, 2006, 29(1): 55-56.
[8]
[9]	Sheikh S I. The use of variable celestial X-ray sources for spacecraft navigation[D]. Washington: University of Maryland, 2005.

[1]	张永健, 王林, 魏国, 高春峰, 罗晖. RLG INS/GNSS极区组合导航方法 . 红外与激光工程, 2021, 50(S2): 20210066-1-20210066-8. doi: 10.3788/IRLA20210066
[2]	张成渝, 梁潇, 吴奋陟, 张琳. 小行星探测下降着陆段光学导航技术发展综述 . 红外与激光工程, 2020, 49(5): 20201009-20201009-12. doi: 10.3788/IRLA20201009
[3]	王泽文, 王广君, 刘小波, 佘锦华. L2范式距离的星图识别方法 . 红外与激光工程, 2020, 49(10): 20200040-1-20200040-7. doi: 10.3788/IRLA20200040
[4]	郑循江, 何峰, 姜丽辉, 曹卫卫, 肖东东. 火星探测环绕段自主光学导航算法研究（特约） . 红外与激光工程, 2020, 49(5): 20190458-20190458-9. doi: 10.3788/IRLA20190458
[5]	王琦, 高春峰, 周健, 熊振宇, 聂晓明, 龙兴武. 陆用组合导航中Janus配置的激光多普勒测速仪的标定方法 . 红外与激光工程, 2019, 48(4): 417003-0417003(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0417003
[6]	孔雪, 宁国栋, 杨明, 彭志勇, 赵欣, 王松艳, 徐骋, 刘垒. 星光导航成像的气动光学效应影响研究 . 红外与激光工程, 2018, 47(10): 1031001-1031001(6). doi: 10.3788/IRLA201847.1031001
[7]	欧雅文, 武鹏飞, 魏合理. 混浊大气对偏振导航影响的研究 . 红外与激光工程, 2018, 47(3): 311002-0311002(10). doi: 10.3788/IRLA201847.0311002
[8]	李斌, 蔡春龙, 孟祥涛. 基于组合滤波的光纤陀螺惯导/星敏感器组合导航算法 . 红外与激光工程, 2018, 47(12): 1217005-1217005(5). doi: 10.3788/IRLA201847.1217005
[9]	张宇飞, 贺岩, 刘梦庚, 陈卫标. 基于伪随机码调制的测距通信一体化激光雷达 . 红外与激光工程, 2018, 47(9): 930003-0930003(6). doi: 10.3788/IRLA201847.0930003
[10]	黄楠楠, 刘贵喜, 张音哲, 姚李阳. 无人机视觉导航算法 . 红外与激光工程, 2016, 45(7): 726005-0726005(9). doi: 10.3788/IRLA201645.0726005
[11]	史风栋, 刘文皓, 汪鑫, 丁娟, 史屹君, 修春波. 室内激光雷达导航系统设计 . 红外与激光工程, 2015, 44(12): 3570-3575.
[12]	董鑫, 欧阳高翔. 基于容积卡尔曼滤波的空间碎片相对导航 . 红外与激光工程, 2015, 44(S1): 152-157.
[13]	孙剑明. 剖分特征集星识别法在天文导航中的应用 . 红外与激光工程, 2015, 44(11): 3330-3335.
[14]	崔祥祥, 王宏力, 陆敬辉, 乔兴, 邓长智, 张勇, 赵爱罡. 适用于小视场星敏感器的导航星表构建方法 . 红外与激光工程, 2015, 44(4): 1249-1253.
[15]	陆敬辉, 王宏力, 袁宇, 崔祥祥, 许哲. 均匀快速的导航星选取方法 . 红外与激光工程, 2015, 44(1): 348-353.
[16]	李建国, 崔祜涛, 田阳. 基于特征匹配的着陆导航敏感器相对校准算法 . 红外与激光工程, 2014, 43(1): 267-273.
[17]	魏新国, 李延鹏, 李健, 江洁. 多视场星敏感器近地轨道自主定位导航方法 . 红外与激光工程, 2014, 43(6): 1812-1817.
[18]	梁冬生, 刘朝晖, 刘文, 袁辉, 刘夫成. 航空飞行器天文自主导航定位技术 . 红外与激光工程, 2014, 43(9): 3020-3025.
[19]	王巍, 向政, 王国栋. 自适应Kalman滤波在光纤陀螺SINS/GNSS紧组合导航中的应用 . 红外与激光工程, 2013, 42(3): 686-691.
[20]	宋春华, 高仕博, 程咏梅. 自主空中加油视觉导航系统中的锥套检测算法 . 红外与激光工程, 2013, 42(4): 1089-1094.

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基于陆标和脉冲星测量的自主导航方法

1. 北京控制工程研究所,北京 100190;

2. 空间智能控制技术重点实验室,北京 100190

作者简介:
褚永辉(1983-),男,工程师,硕士,主要从事深空探测自主导航、制导与控制方面的研究。Email:cyhwjj@163.com

收稿日期: 2015-10-14
修回日期: 2015-11-17
刊出日期: 2016-01-25

基金项目:

国家杰出青年科学基金(61525301);国家自然科学基金青年基金(61503023);民用航天项目

中图分类号: V488

关键词:

摘要: 火星探测器经过近火点制动进入大椭圆环绕轨道后,要求能够自主确定探测器的位置、速度等导航信息。提出了一种基于陆标和X射线脉冲星测量的自主导航方法。该方法针对火星大气辅助减速的大椭圆轨道,提出在近火点使用陆标导航,在离开火星大气后的高轨道段使用脉冲星导航。利用星上光学敏感器获得火星陆标信息和X射线敏感器测量脉冲星信号,通过扩展卡尔曼滤波方法(EKF)进行滤波处理得到探测器位置。在现有导航敏感器水平下,该组合导航方法能够取得近火点100 m,远火点1 km的导航精度。该方法实现了两种导航方式优势互补且精度高,为火星环绕段自主导航提供了一种新思路。

English Abstract

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